|
Vyučující
|
-
Jiřík Manuel, doc. Ing. Ph.D.
-
Neckář Pavel, doc. Ing. Ph.D.
-
Machlica Tomáš, doc. Ing. Ph.D.
-
Tesařová Magdaléna, Ing. IWE
-
Rajčániová Bohumila, prof. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Předmět poskytuje studentům přehled v následujících oblastech: stavba atomu a krystalografie, základní vlastnosti materiálů, fázové přeměny, mikrostruktura a její vliv na vlastnosti, přehled železných a neželezných kovů, speciální materiály. 1. Organizační záležitosti. Struktura atomu, periodicita vlastností. Ionty. Chemická vazba jako základní entita. Typy vazeb. Molekuly, sloučeniny. Vnitřní stavba kovů. Vliv vnitřní stavby kovů na elektrické a magnetické vlastnosti. 2. Krystalografie, krystalické mřížky. Millerovy indexy. Vady krystalových mříží a jejich důsledky pro chování materiálů 3. Reakce materiálu na vnější tepelné působení (Difuse, Fickovy zákony). 4. Reakce materiálu na vnější mechanické působení (Zpevnění a odpevnění) 5. Elektrochemie, Příklady redoxních a elektrochemických dějů, galvanický článek, elektrolýza (např. elektrolytická rafinace Cu) 5. Reakce materiálů na vlivy vnějšího prostředí (koroze, chemické vlastnosti) 6. Základní termodynamické pojmy. Stav a energie soustavy, fázové pravidlo. Fázové přeměny v kovových soustavách. Krystalizace a přeměny v tuhém stavu (rovnováha tuhá látka-kapalina, způsoby přípravy a vlastnosti mono-krystalů, whiskery a jejich pevnost, růst nové fáze). 7. Alotropie a polymorfie. Termická analýza. Základní typy rovnovážných binárních diagramy soustav. 8. Vliv chemického složení na průběh fázových přeměn a výslednou mikrostrukturu (Ukázky binárních diagramů konkrétních systémů a jejich rozbor) 9. Nerovnovážné stavy soustav (vč. ukázek na konkrétních systémech) 10. Vliv rovnovážných a nerovnovážných parametrů zpracování na mikrostrukturu a vlastnosti materiálů - konkrétní příklady 11. Mechanické vlastnosti materiálů a jejich stanovení (zk. tahem, tvrdost, zk. rázem v ohybu). Vliv dlouhodobého teplotního a mechanického zatěžování na vlastnosti materiálů (únava, tečení) 12. Základní typy železných a neželezných kovů - přehled, základní slitiny a jejich vlastnosti a použití 13. Speciální materiály s kovovou složkou. Kovové kompozity, porézní kovy. Nanokrystalické kovové materiály. Nekrystalické kovové materiály (kovová skla).
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška s praktickými aplikacemi, E-learning, Individuální konzultace, Seminární výuka, Samostatná práce studentů
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 40 hodin za semestr
- Příprava na souhrnný test [6-30]
- 8 hodin za semestr
- Příprava na laboratorní měření, zpracování výsledků [1-8]
- 6 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
- Příprava na dílčí test [2-10]
- 6 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Samostatně popsat základní typy atomových vazeb. Orientovat se v základní teorii vnitřního uspořádání atomů a molekul. Popsat a interpretovat základní fyzikálně-chemické zákony z oblasti materiálové chemie. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| umět pracovat s nástroji MS Office (Word, Excel) |
| ovládat práci s PC |
| umět logicky uvažovat |
| aplikovat základní statistické metody při vyhodnocování naměřených dat |
| vypracovat základní protokol o měření |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: efektivně využívá různé strategie učení k získání a zpracování poznatků a informací, hledá a rozvíjí účinné postupy ve svém učení, |
| bc. studium: používá s porozuměním odborný jazyk a symbolická a grafická vyjádření informací různého typu, |
| bc. studium: vyjadřuje se v mluvených i psaných projevech jasně, srozumitelně a přiměřeně tomu, komu, co a jak chce sdělit, s jakým záměrem a v jaké situaci komunikuje, |
| bc. studium: prezentuje vhodným způsobem svou práci i sám sebe před známým i neznámým publikem, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Vysvětlit základní pojmy a definice z oblasti krystalografie, materiálového inženýrství a zkušebnictví a fraktografie. |
| Objasnit procesy probíhající při tepelném, mechanickém a chemickém ovlivnění materiálu (difúze, fázové přeměny, plastická deformace, koroze). |
| Charakterizovat vlastnosti a použití keramiky, plastů, kovů a kompozitních materiálů. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Vypracovat jednoduchý měřící protokol včetně správné interpretace získaných dat. |
| Orientovat se v základních principech materiálového zkušebnictví a dále umí vyhodnotit data získaná z jednotlivých zkušebních metod. |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
| bc. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení, |
| bc. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška s aktivizací studentů, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Výuka podporovaná multimédii, |
| Kooperativní výuka, |
| Prezentace práce studentů, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Výuka podporovaná multimédii, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Laboratorní praktika, |
| Kooperativní výuka, |
| Skupinová konzultace, |
| Prezentace práce studentů, |
| Diskuse, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška s diskusí, |
| Výuka podporovaná multimédii, |
| Projektová výuka, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Test, |
| Individuální prezentace, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Seminární práce, |
| Individuální prezentace, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
|
Doporučená literatura
|
-
Bar-Cohen, Yoseph. High temperature materials and mechanisms. Boca Raton, 2014. ISBN 978-1-4665-6645-3.
-
Dierk Raabe. The Materials Sicence behind Sustainable Metals and Alloy. 2023.
-
Goldstein, Julia L. F., Paul Foulkes-Arellano. Materials and sustainability: building a cicrcular future. London, 2024. ISBN 978-1-032-52932-.
-
H. Wang, X. Chen, L. Li, J. Xu. Ferrous metal extraction and its impact on sustainable urban development. 2024.
-
Ptáček; Luděk. Nauka o materiálu II. Brno. 2007.
-
Sobotová, Jana, Zdeňka Jeníková, Jakub Horník, Elena Čižmárová. Nauka o materiálu I. a II.: cvičení. Praha, 2022. ISBN 978-80-01-06975-2.
|